JP2014058007A - インダクタンスコアの製造方法及びインダクタンスコア - Google Patents

Abstract

【課題】鍔部の形状と芯部の形状を異なる形状とすることができ、かつ、精度良く芯部を形成できるインダクタンスコアの製造方法等を提供する。
【解決手段】柱状の基体部１２と、前記基体部と一体に成形されて前記基体部の一方の端部に接続しており、少なくとも一部が前記基体部の側周面１８より外径側に位置する基準外周面２２を備える回転基準部２０と、を有するワーク１０を準備する工程と、前記ワークを前記回転基準部の前記基準外周面に沿って回転させながら、前記基体部の一部を研削する工程と、を有するインダクタンスコアの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、センタレス加工を用いるインダクタンスコアの製造方法及びインダクタンスコアに関する。

インダクタンスコアの製造方法として、センタレス加工と呼ばれる研削方法が知られている。従来のセンタレス加工では、コアの鍔部に相当する部分の外周面に沿ってワークを回転させながら、コアの芯部に相当する部分を研削によって形成する（特許文献１等参照）。しかし、このようなインダクタンスコアの製造方法では、センタレス加工の回転基準面となる鍔部の外周形状に、コアの芯部の形状が影響を受けるため、鍔部と芯部の外周形状を異なる形状とすることが難しい。例えば、鍔部の外周形状を多角形とする場合には、芯部の外周形状を円形とすることが難しいという問題がある。また、センタレス加工の回転基準面となる鍔部の外周形状が多角形である場合、芯部を精度良く研削することが難しいという問題もある。

また、六角形状の鍔部と円柱状の芯部を有するインダクタンスコアを、センタレス加工で製造する方法としては、例えば、鍔部の両側面に凸部を設け、この凸部をセンタレス加工における回転基準面とする方法が提案されている（特許文献２等参照）。

特開２０１０−１３５７５８号公報 実開平５−２５７０７号公報

しかし、鍔部の両側面に凸部を設け、この凸部をセンタレス加工における回転基準面とする方法では、凸部が鍔部より小さいために、センタレス加工における加工精度が不十分であるという問題を有する。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、鍔部の形状と芯部の形状を異なる形状とすることができ、かつ、精度良く芯部を形成できるインダクタンスコアの製造方法及びこのような製造方法によって製造されたインダクタンスコアに関する。

上記目的を達成するために、本発明に係るインダクタンスコアの製造方法は、
柱状の基体部と、前記基体部と一体に成形されて前記基体部の一方の端部に接続しており、少なくとも一部が前記基体部の側周面より外径側に位置する基準外周面を備える回転基準部と、を有するワークを準備する工程と、
前記ワークを前記回転基準部の前記基準外周面に沿って回転させながら、前記基体部の一部を研削する工程と、を有する。

本発明のインダクタンスコアの製造方法に用いるワークは、インダクタンスコアの鍔部及び芯部となる基体部とは別に、センタレス加工における回転基準面となる基準外周面を備える回転基準部を有する。したがって、このような製造方法によれば、基体部の形状とは独立に基準外周面の形状を自由に決定することができ、鍔部と芯部の形状が異なるインダクタンスコアを好適に製造することが可能である。また、基準外周面の少なくとも一部は、基体部の側周面より外径側に位置しており、基準外周面の径が大きいため、センタレス加工における加工精度が高く、本発明に係る製造方法によれば、精度良く芯部を形成できる。

また、例えば、本発明に係るインダクタンスコアの製造方法は、前記基体部の一部を研削する工程の後に、前記ワークから前記回転基準部を除去する工程を、さらに有しても良い。

回転基準部を除去することにより、小型でありながら加工精度の高いインダクタンスコアを製造することが可能である。

また、例えば、前記基体部における前記側周面の周方向の形状は、多角形であっても良い。

本発明に係るインダクタンスコアの製造方法は、インダクタンスコアの鍔部の外周形状が多角形となるように、基体部の周側面が多角形であるワークを使用したとしても、センタレス加工における加工精度が高く、インダクタンスコアの寸法ばらつきを低減することができる。

また、前記基準外周面の周方向の形状は、円又は楕円であっても良い。

ワークの基準外周面の周方向の形状を、円又は楕円とすることにより、センタレス加工におけるワークの回転が安定し、より高精度な加工を実現することができる。また、ワークの基準外周面の周方向の形状が円又は楕円であれば、インダクタンスコアの芯部の外周形状も円又は楕円となるため、このようにして製造されたインダクタンスコアは、芯部の外周面に密着させてコイルを巻回することが可能であり、インダクタの性能向上等に資する。

また、例えば、前記基体部の他方の端部は、前記ワークの端部であっても良い。

ワークにおける一方の端部のみに回転基準部を有するワークは、形状が単純であるため単純な圧縮成形で製造することが可能であり、このようなワークを用いる製造方法は、生産性に優れている。

本発明に係るインダクタンスコアは、柱状の芯部と、前記芯部の両方の端部にそれぞれ接続しており多角形状の外周形状を有する一対の鍔部と、を有し、
前記一対の鍔部のうち一方の鍔部における前記芯部とは反対側の端面には、センタレス加工における回転面である基準外周面を備える回転基準部を除去した際に生じた研削痕が形成されていることを特徴とする。

一方の鍔部の端面全体に、センタレス加工における回転基準部を除去した際に形成された研削痕が形成されているインダクタンスコアは、基体部とは別に、鍔部以上の大きさを有する回転基準部を有するワークを用いて製造され、センタレス加工後に回転基準部が除去されたものである。したがって、このようなインダクタンスコアは、鍔部の形状が多角形であり、かつ、センタレス加工を用いて製造されたにもかかわらず、加工精度が高く、寸法ばらつきが少ない。

図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法で用いるワークと、ワークから製造される半完成ワーク及びインダクタンスコアを表す概略斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る製造方法の各工程を説明した概念図である。 図３は、図２に示す工程で製造される半完成ワーク及びインダクタンスコアの正面図及び側面図である。 図４は、センタレス加工におけるワークと調整車と砥石の関係を表す概念図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る製造方法によって製造されたインダクタンスコアの正面図及び側面図である。 図６は、本発明の第３実施形態に係る製造方法で使用されるワークの概略斜視図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図２には、本実施形態に係るインダクタンスコアの製造方法における３つの工程Ｂ〜工程Ｄが示されている。本実施形態に係る製造方法は、例えば、図４に示すような調整車５４を有するセンタレス加工機を用いて実施される。センタレス加工機では、不図示の供給部から調整車５４の外周面上に供給されたワーク１０が、調整車５４から回転力を受けて回転しながら、調整車５４の外周面に沿って搬送される。その間に、ワーク１０は、調整車５４に隣接して配置される砥石５０等によって、研削等の加工を受ける。

図２は、センタレス加工機を用いた製造工程を、ワーク１０並びにワーク１０から製造される半完成ワーク２８及びインダクタンスコア３０の中心を通る断面によって観察したものである。図２の左側（工程Ｂ）から右側（工程Ｄ）に向かって工程順に、ワーク１０等の加工状態及び搬送状態を示してある。

図２の工程Ｂの前に行われる工程Ａ（不図示）では、準備されたワーク１０が、調整車５４の外周面上に配置されたキャリア５８（図２（ａ）参照）の収納部に供給される。キャリア５８は、供給されたワーク１０を、調整車５４の外周面に沿って搬送する。図１（ａ）は、センタレス加工機に供給されるワーク１０の形状を表した概略斜視図である。ワーク１０は、柱状の基体部１２と、基体部１２の一方の端部１４に接続している回転基準部２０とを有する。

基体部１２と回転基準部２０とは、プレス成形等によって一体に成形されている。基体部１２は、製造後にインダクタンスコア３０（図１（ｃ）参照）となる部分であり、基体部１２における側周面１８の周方向の形状は、製造されるインダクタンスコア３０における鍔部３６，４２の外周形状と同一である。基体部１２の外周形状は、図１に示す６角形に限定されず、製造するインダクタンスコア３０の鍔部の形状に合わせて決定されれば良く、例えば円、楕円、たまご型、４角形その他の多角形であっても良い。

回転基準部２０の外周面は、センタレス加工機において調整車５４の外周面と接触する基準外周面２２となっている。基準外周面２２は、センタレス加工機において調整車５４の外周面と接触し、ワーク１０は、調整車５４の外周面上において、基準外周面２２に沿って回転する。ワーク１０では、基準外周面２２の少なくとも一部、好ましくはその全体が、基体部１２の側周面１８より外径側に位置しており、回転基準部２０は、基体部１２より外径側に突出している。基準外周面２２の周方向の形状は、インダクタンスコア３０（図１（ｃ）参照）の芯部３２の外周形状に合わせて決定されれば良く、円、楕円、たまご型、多角形等とすることができる。

ワーク１０は、鉄等の金属、フェライト等の磁性材料によって構成される。また、ワーク１０の製造方法は特に限定されないが、例えばフェライト粉末をプレス成形することによって製造することが、生産性等の面から好ましい。特に、基体部１２における他方の端部１６をワーク１０の端部とし、回転基準部２０を基体部１２の一方の端部１４のみに設けることにより、このようなワーク１０は、単純な金型を用いたプレス成形によって製造することが可能であり、生産性に優れている。また、基体部１２における他方の端部１６に、巻線の端部等を設置するための溝等を、容易に形成することが可能であり、設計の自由度が高い。

工程Ａ及び工程Ｂ（図２（ａ）参照）において、ワーク１０は、ストッパ５２とストッパ５６に両端部を挟まれた状態で、調整車５４の外周面上に沿って搬送される。工程Ａでは、後述する工程Ｂと同様に、ワーク１０の基準外周面２２は調整車５４の外周面に接触しており、ワーク１０は、調整車５４からの回転力を受けることにより、基準外周面２２に沿って回転（自転）する。

図２（ａ）に示す工程Ｂでは、工程Ａに示すワーク１０における基体部１２の一部をセンタレス加工によって研削し、半完成ワーク２８（図１（ｂ）及び図２（ｂ）参照）を得る。工程Ｂにおいて、回転基準部２０の基準外周面２２は、調整車５４の外周面に接触しており、ワーク１０は、調整車５４からの回転力を受けて回転している。

工程Ｂでは、ワーク１０が基準外周面２２に沿って回転している状態において、砥石５０が、ワーク１０の基体部１２の側周面１８に接触し、基体部１２の一部を研削することによって、芯部３２を形成する。図１（ｂ）及び図３（ａ），（ｂ）は、工程Ｂによって作成された半完成ワーク２８を表す斜視図、平面図及び側面図である。半完成ワーク２８は、柱状の芯部３２と、その両端部に接続する一対の鍔部３６ａ，４２と、一方の鍔部３６ａに接続する回転基準部２０を有している。芯部３２及び鍔部３６ａ，４２は、ワーク１０において基体部１２であった部分に相当する。

半完成ワーク２８における芯部３２の外周形状は、基準外周面２２の周方向の形状と略相似形状となる。例えば、図４に示すように、基準外周面２２の周方向の形状が楕円である場合、芯部３２の外周形状は、基準外周面２２の周方向の形状と略相似形状の楕円となり、その配置は、基準外周面２２の周方向の形状を略９０度回転させた状態となる。

図２（ｂ）に示す工程Ｃでは、工程Ｂで作成された半完成ワーク２８が、ストッパ５６の無い部分に搬送され、半完成ワーク２８と調整車５４との配置が変更されることにより、基準外周面２２と調整車５４との接触が解除される。

工程Ｃでは、半完成ワーク２８の基準外周面２２が、調整車５４の外周面上からずれた位置に移動し、半完成ワーク２８の基体部１２ａと調整車５４との間に調整車カバー６０が挿入される。これにより、基準外周面２２と調整車５４との接触が解除され、半完成ワーク２８の回転が停止する。

図２（ｃ）に示す工程Ｄでは、回転が停止した半完成ワーク２８から、回転基準部２０を除去し、インダクタンスコア３０を得る。

工程Ｄでは、半完成ワーク２８における回転基準部２０と基体部１２ａとの間に砥石６２が挿入され、基体部１２ａから回転基準部２０が切り離される。これにより、図１（ｃ）及び図３（ｃ），（ｄ）に示すインダクタンスコア３０が得られる。

図１（ｃ）及び図３（ｃ），（ｄ）に示すように、インダクタンスコア３０は、柱状の芯部３２と、芯部３２の両方の端部にそれぞれ接続している一対の鍔部（第１鍔部３６及び第２鍔部４２）を有する。芯部３２は、図２（ａ）に示す工程Ｂで実施された研削によって形成されたものであり、芯部３２の外周形状は、ワーク１０の基準外周面２２の周方向の形状（図３（ａ）参照）と略相似形状である。

第１鍔部３６及び第２鍔部４２は、ワーク１０における基体部１２のうち、工程Ｂ及び工程Ｄで研削を受けなかった領域に相当し、第１鍔部３６及び第２鍔部４２の外周形状は、基体部１２の外周形状と同じ多角形状である。また、図２（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、第１鍔部３６における芯部３２とは反対側の端面である第１鍔部端面４０は、ワーク１０及び半完成ワーク２８の状態で回転基準部２０が接続していた側の端面である。したがって、第１鍔部端面４０には、センタレス加工における回転面である基準外周面２２を備える回転基準部２０を除去した際に生じた研削痕が形成されている。また、第２鍔部４２の端面である第２鍔部端面４６は、ワーク１０の成形時に形成された面であるため、第１鍔部端面４０は、第２鍔部端面４６より表面粗さが粗い。

上述のように、本実施形態に係るインダクタンスコア３０の製造方法に用いるワークは、インダクタンスコア３０の鍔部３６，４２及び芯部３２となる基体部１２とは別個に、センタレス加工の回転基準面（基準外周面２２）を備える回転基準部２０を有する。したがって、基体部１２の形状とは独立に、センタレス加工における回転基準面の形状を自由に決定することができ、鍔部３６，４２と芯部３２の形状が異なるインダクタンスコア３０を好適に製造することが可能である。

また、本実施形態におけるワーク１０の基準外周面２２は、基体部１２の側周面１８より外径側に位置しており、基準外周面２２の外径が基体部１２の側周面１８より大きい。そのため、このようなワーク１０を用いるインダクタンスコア３０の製造方法は、センタレス加工の際、ワーク１０が安定した回転を行うことができ、また、回転基準面の寸法誤差や、回転時におけるワーク１０の振動によって生じる芯部３２の寸法ずれを、基準外周面２２の外径が小さい場合に比べて抑制することができる。したがって、本実施形態に係る製造方法は、センタレス加工における加工精度が高く、精度良く芯部３２を形成できる。

さらに、ワーク１０は、基体部１２とは別に、比較的大きい回転基準部２０を備えるため、ワーク１０の重量が重くなる。そのため、調整車５４や砥石５０の風圧を受ける状況下でも、ワーク１０が安定して回転することができ、センタレス加工の際に、ワーク１０の回転が不安定になって加工精度が低下する問題や、ワーク１０がキャリア５８の収納部から飛び出してしまう問題を、効果的に防止することができる。また、芯部３２を形成した後に、回転基準部２０を除去することにより、小型でありながら加工精度の高いインダクタンスコア３０を製造することが可能である。

その他の実施形態
ワーク１０における基準外周面２２の周方向の形状は、図４に示すような楕円形状に限定されず、たとえば円形としても良い。図５は、基準外周面の周方向の形状が円形であるワークを用いて作製したインダクタンスコア７０の正面図（図５（ａ））及び側面図（図５（ｂ））である。インダクタンスコア７０も、インダクタンスコア３０と同様に、柱状の芯部７２と、芯部３２の両方の端部にそれぞれ接続している一対の鍔部７６，８２を有し、鍔部７６の端面８０には、回転基準部を除去した際に形成された研削痕が形成されている。

上述した製造方法によれば、ワーク１０における基準外周面２２の周方向の形状を変更することにより、インダクタンスコア３０，７０のように、鍔部３６，４２，７６，８２とは異なる外周形状の芯部３２，７２を、センタレス加工によって精度良く形成することが可能である。なお、基準外周面２２の周方向の形状（図３（ａ）参照）は、多角形とすることも可能であるが、円又は楕円とすることが好ましい。ワーク１０の基準外周面２２の周方向の形状を、円又は楕円とすることにより、センタレス加工におけるワーク１０の回転が安定し、より高精度な加工を実現することができる。

また、ワーク１０における回転基準部２０は、必ずしも中実である必要はなく、図６に示すように、ワーク９０は、中空の回転基準部９２を有していても良い。また、図１（ｂ）及び図３（ａ），（ｂ）に示す半完成ワーク２８を、完成品のインダクタンスコアとして用いることも可能である。

１０，９０…ワーク
１２，１２ａ…基体部
１４…一方の端部
１６…他方の端部
１８…側周面
２０，９２…回転基準部
２２…基準外周面
２８…半完成ワーク
３０,７０…インダクタンスコア
３２,７２…芯部
３６，３６ａ,７６…第１鍔部
４０,８０…第１鍔部端面
４２,８２…第２鍔部
４６…第２鍔部端面
５０，６２…砥石
５２，５６…ストッパ
５４…調整車
５８…キャリア
６０…調整車カバー

Claims (6)

1. 柱状の基体部と、前記基体部と一体に成形されて前記基体部の一方の端部に接続しており、少なくとも一部が前記基体部の側周面より外径側に位置する基準外周面を備える回転基準部と、を有するワークを準備する工程と、
   前記ワークを前記回転基準部の前記基準外周面に沿って回転させながら、前記基体部の一部を研削する工程と、を有するインダクタンスコアの製造方法。
2. 前記基体部の一部を研削する工程の後に、前記ワークから前記回転基準部を除去する工程を、さらに有する請求項１に記載のインダクタンスコアの製造方法。
3. 前記基体部における前記側周面の周方向の形状は、多角形であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインダクタンスコアの製造方法。
4. 前記基準外周面の周方向の形状は、円又は楕円であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のインダクタンスコアの製造方法。
5. 前記基体部の他方の端部は、前記ワークの端部であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のインダクタンスコアの製造方法。
6. 柱状の芯部と、前記芯部の両方の端部にそれぞれ接続しており多角形状の外周形状を有する一対の鍔部と、を有し、
   前記一対の鍔部のうち一方の鍔部における前記芯部とは反対側の端面には、センタレス加工における回転面である基準外周面を備える回転基準部を除去した際に生じた研削痕が形成されていることを特徴とするインダクタンスコア。

Images